JP2023089314A - Aerial image formation device - Google Patents

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Abstract

To provide an aerial image formation device that allows a user to visually recognize a virtual image which can give the user a 3D-appearance.SOLUTION: An aerial image formation device according to an embodiment includes: a display device 2 for displaying information by applying light; an aerial image formation device 3 for reflecting light from the display device 2 multiple times and displaying information as a virtual image K in the air; and a line-of-vision control mask 5 between the display device 2 and the aerial image formation device 3, the mask controlling the line of vision of a user M who is visually recognizing the virtual image K.SELECTED DRAWING: Figure 4

Description

本開示は、空中に虚像を結像する空中結像装置に関する。 The present disclosure relates to an aerial imaging device that forms a virtual image in the air.

特開平９－７４５７４号公報には、立体画像表示方法及び立体画像表示装置が記載されている。立体画像表示装置は、ディスプレイと、ディスプレイ駆動回路と、ディスプレイよりも観察者側に設けられるパララックスバリアと、バリア駆動回路と、ディスプレイ駆動回路及びバリア駆動回路を制御する画像処理手段とを備える。画像処理手段は、被写体の３次元データ等から構成されている視差画像ソースと通信可能とされている。 Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-74574 describes a stereoscopic image display method and a stereoscopic image display apparatus. A stereoscopic image display device includes a display, a display driving circuit, a parallax barrier provided closer to the viewer than the display, a barrier driving circuit, and image processing means for controlling the display driving circuit and the barrier driving circuit. The image processing means is capable of communicating with a parallax image source composed of three-dimensional data of an object or the like.

上記の公報には、パララックス・バリア法が記載されている。パララックス・バリア法では、ディスプレイのストライプ画像よりも観察者側に複数のスリットを有するパララックスバリアを配置する。観察者は、パララックスバリアを介して左右それぞれの眼でそれぞれの眼に対応した視差画像を観察することによって立体感を得られる。 The above publication describes a parallax barrier method. In the parallax barrier method, a parallax barrier having a plurality of slits is placed closer to the viewer than the stripe image on the display. An observer can obtain a stereoscopic effect by observing parallax images corresponding to the respective eyes with the left and right eyes through the parallax barrier.

特開平９－７４５７４号公報JP-A-9-74574

ところで、空中に虚像を結像する空中結像装置は、ディスプレイと、ディスプレイからの光を２回反射して空中に虚像を表示する空中結像デバイスとを備え、空中結像デバイスよりも観察者側に当該虚像が表示される。前述したように、空中結像装置において立体感を得るためにパララックスバリア等の視線制御マスクを空中結像デバイスよりも観察者側に配置した場合、立体感を得られる虚像が表示されないという現状がある。虚像は、通常のディスプレイの画像とは異なり、空中結像デバイスに対してディスプレイの面対称の位置に表示される。従って、空中結像デバイスより観察者側に視線制御マスクを配置しても、観察者は立体感を得られる虚像を視認できないという現状がある。 By the way, an aerial imaging device that forms a virtual image in the air includes a display and an aerial imaging device that reflects light from the display twice to display a virtual image in the air. The virtual image is displayed on the side. As described above, when a line-of-sight control mask such as a parallax barrier is placed closer to the observer than the aerial imaging device in order to obtain a stereoscopic effect in the aerial imaging device, a virtual image that gives a stereoscopic effect is not displayed. There is The virtual image is displayed at a plane-symmetrical position of the display with respect to the aerial imaging device, unlike the image of the normal display. Therefore, even if the line-of-sight control mask is placed closer to the observer than the aerial imaging device, the observer cannot visually recognize a virtual image that gives a three-dimensional effect.

本開示は、立体感を得られる虚像を視認することができる空中結像装置を提供することを目的とする。 An object of the present disclosure is to provide an aerial imaging device that allows visual recognition of a virtual image that provides a stereoscopic effect.

本開示に係る空中結像装置は、光を照射して情報を表示する表示装置と、表示装置からの光を複数回反射させて空中に虚像として情報を表示する空中結像デバイスと、表示装置及び空中結像デバイスの間に配置されており、虚像を視認する使用者の視線を制御する視線制御マスクと、を備える。 The aerial imaging device according to the present disclosure includes a display device that emits light to display information, an aerial imaging device that reflects light from the display device multiple times to display information as a virtual image in the air, and a display device. and a line-of-sight control mask disposed between the virtual image and the aerial imaging device for controlling the line-of-sight of a user viewing the virtual image.

この空中結像装置では、情報を表示する表示装置と、当該情報を空中に虚像として表示する空中結像デバイスとを備え、空中結像デバイスは空中結像デバイスよりも使用者側に虚像を表示する。従って、使用者から見て虚像が浮き出たように表示されるので、情報の視認性を高めることができる。この空中結像装置では、使用者の視線を制御する視線制御マスクが表示装置と空中結像デバイスの間に配置される。よって、視線制御マスクが表示装置と空中結像デバイスの間に配置されることにより使用者の左右の両眼視差を生じさせることができ、使用者は左右それぞれの眼によって虚像としての視差画像を視認することができる。従って、立体感を得られる虚像を視認することができる。 This aerial imaging apparatus includes a display device that displays information and an aerial imaging device that displays the information as a virtual image in the air, and the aerial imaging device displays the virtual image closer to the user than the aerial imaging device. do. Therefore, since the virtual image is displayed as if it stands out from the user's point of view, the visibility of the information can be improved. In this aerial imaging apparatus, a line-of-sight control mask for controlling the line of sight of the user is placed between the display and the aerial imaging device. Therefore, by placing the line-of-sight control mask between the display device and the aerial imaging device, it is possible to generate binocular parallax between the left and right eyes of the user. can be visually recognized. Therefore, it is possible to visually recognize a virtual image that gives a three-dimensional effect.

視線制御マスクは、複数のスリットが形成されたパララックスバリアであってもよい。この場合、パララックスバリアが表示装置と空中結像デバイスの間に配置されることにより、使用者は左右それぞれの眼によって虚像としての視差画像を視認して立体感を得られる画像を視認することができる。 The line-of-sight control mask may be a parallax barrier with a plurality of slits formed therein. In this case, by disposing the parallax barrier between the display device and the aerial imaging device, the user can visually recognize the parallax image as a virtual image with each of the left and right eyes to visually recognize an image that gives a stereoscopic effect. can be done.

複数のスリットのピッチは、表示装置の画素のピッチよりも広くてもよい。この場合、パララックスバリアのスリットのピッチが表示装置の画素のピッチよりも広いことにより、左右それぞれの眼によって虚像としての視差画像をより鮮明に視認することができる。 The pitch of the plurality of slits may be wider than the pitch of the pixels of the display device. In this case, since the pitch of the slits of the parallax barrier is wider than the pitch of the pixels of the display device, the parallax images as virtual images can be visually recognized more clearly by the left and right eyes.

本開示によれば、立体感を得られる虚像を視認することができる。 According to the present disclosure, it is possible to visually recognize a virtual image that gives a stereoscopic effect.

実施形態に係る空中結像装置の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the aerial imaging device which concerns on embodiment. 比較例の視線制御マスクを説明する概念図である。FIG. 5 is a conceptual diagram illustrating a line-of-sight control mask of a comparative example; 図２の比較例の視線制御マスクにおける使用者の視線について説明する概念図である。FIG. 3 is a conceptual diagram explaining a user's line of sight in the line of sight control mask of the comparative example of FIG. 2 ; 実施形態に係る視線制御マスクにおける使用者の視線について説明する概念図である。FIG. 4 is a conceptual diagram illustrating the line of sight of a user in the line of sight control mask according to the embodiment; 図４の視線制御マスクの配置態様を拡大した概念図である。FIG. 5 is a conceptual diagram showing an enlarged arrangement of the line-of-sight control mask in FIG. 4;

以下では、図面を参照しながら、本開示に係る空中結像装置の実施形態について説明する。図面の説明において、同一又は相当する要素には同一の符号を付し、重複する説明を適宜省略する。また、図面は、理解の容易のため、一部を簡略化又は誇張して描いている場合があり、寸法比率及び角度等は図面に記載のものに限定されない。 Embodiments of an aerial imaging device according to the present disclosure will be described below with reference to the drawings. In the description of the drawings, the same or corresponding elements are denoted by the same reference numerals, and duplicate descriptions are omitted as appropriate. Also, the drawings may be partially simplified or exaggerated for ease of understanding, and dimensional ratios, angles, and the like are not limited to those described in the drawings.

図１は、実施形態に係る空中結像装置１を示している。例えば、空中結像装置１は、光Ｆを照射して情報を表示するディスプレイを含む表示装置２と、表示装置２からの光Ｆを受けて虚像Ｋを表示する空中結像デバイス３とを含む。表示装置２は、例えば、液晶パネルである。表示装置２は、ＰＣ（パーソナルコンピュータ）、タブレット端末、又は携帯端末等のディスプレイであってもよい。 FIG. 1 shows an aerial imaging device 1 according to an embodiment. For example, the aerial imaging device 1 includes a display device 2 including a display that emits light F to display information, and an aerial imaging device 3 that receives the light F from the display device 2 and displays a virtual image K. . The display device 2 is, for example, a liquid crystal panel. The display device 2 may be a display of a PC (personal computer), a tablet terminal, a mobile terminal, or the like.

空中結像デバイス３は、表示装置２の画像を、表示装置２及び空中結像デバイス３よりも手前（使用者Ｍ側）の位置で虚像Ｋとして表示する。一例として、空中結像デバイス３は、ＡＩ（Aerial Imaging）プレート（登録商標）である。表示装置２から出射して空中結像デバイス３に入射した光Ｆは、空中結像デバイス３において複数回（例えば２回）反射し、使用者Ｍから見て空中結像デバイス３よりも手前側の空間に虚像Ｋを表示する。 The aerial imaging device 3 displays the image of the display device 2 as a virtual image K at a position in front of the display device 2 and the aerial imaging device 3 (on the user M side). As an example, the aerial imaging device 3 is an AI (Aerial Imaging) plate (registered trademark). Light F emitted from the display device 2 and incident on the aerial imaging device 3 is reflected a plurality of times (for example, twice) by the aerial imaging device 3, and is closer to the user M than the aerial imaging device 3. A virtual image K is displayed in the space of .

空中結像装置１は、更に、表示装置２と空中結像デバイス３の間に位置する視線制御マスク５を備える。本開示において、「視線制御マスク」は、虚像を視認する使用者の視線に応じて表示装置からの光を制御し、使用者の右眼及び左眼において互いに異なる像を視認するように使用者の視線を制御する部品を示している。 The aerial imaging apparatus 1 further comprises a line-of-sight control mask 5 positioned between the display 2 and the aerial imaging device 3 . In the present disclosure, the “line-of-sight control mask” controls the light from the display device according to the line of sight of the user who views the virtual image, and allows the user to view different images with the right and left eyes of the user. shows the parts that control the line of sight of the

本実施形態に係る視線制御マスク５は、例えば、パララックスバリアである。空中結像装置１では、表示装置２及び空中結像デバイス３の間に視線制御マスク５が配置されることにより、立体的な虚像Ｋを視認可能としている。視線制御マスク５の説明については後に詳述する。 The line-of-sight control mask 5 according to this embodiment is, for example, a parallax barrier. In the aerial imaging device 1, a visual line control mask 5 is arranged between the display device 2 and the aerial imaging device 3, so that a three-dimensional virtual image K can be visually recognized. A detailed description of the line-of-sight control mask 5 will be given later.

次に、視線制御マスクの詳細を説明する。図２は、空中結像装置ではなく、ディスプレイ１０１、及びディスプレイ１０１の手前側（使用者Ｍの左眼Ｈ及び右眼Ｒ側）に視線制御マスクとしてのパララックスバリア１０２が配置される比較例の画像表示装置を示している。 Next, details of the line-of-sight control mask will be described. FIG. 2 is a comparative example in which a display 101 and a parallax barrier 102 as a line-of-sight control mask are arranged in front of the display 101 (on the left eye H and right eye R side of the user M) instead of the aerial imaging device. image display device.

図３は、図２のディスプレイ１０１及びパララックスバリア１０２を模式的に拡大した図である。図２及び図３に示されるように、以下では、左眼Ｈと右眼Ｒとの距離をＰｅｙｅ、ディスプレイ１０１から左眼Ｈ及び右眼Ｒを通る仮想直線Ｃまでの距離をＬ、ディスプレイ１０１の画素のピッチをＰｄｏｔ、として説明する。 FIG. 3 is a schematic enlarged view of the display 101 and the parallax barrier 102 in FIG. As shown in FIGS. 2 and 3, hereinafter, P eye is the distance between the left eye H and the right eye R, L is the distance from the display 101 to the virtual straight line C passing through the left eye H and the right eye R, The pitch of the 101 pixels will be described as P dot .

一例として、Ｐｅｙｅの値は６０ｍｍ以上且つ６５ｍｍ以下であり、Ｌの値は１０００ｍｍである。Ｐｄｏｔの値は、ディスプレイ１０１の幅が２１１ｍｍであってディスプレイ１０１のドットの数が１０２４である場合には、０．２０６００ｍｍ（＝２１１÷１０２４）である。 As an example, the value of P eye is 60 mm or more and 65 mm or less, and the value of L is 1000 mm. The value of P dot is 0.20600 mm (=211÷1024) when the width of the display 101 is 211 mm and the number of dots of the display 101 is 1024.

図３に示されるように、左眼Ｈと右眼Ｒとの中点Ａを通り且つディスプレイ１０１に直交する垂線をｙ軸、ディスプレイ１０１の表示面が延びる方向をｘ軸、そして、ｙ軸とｘ軸とが互いに交差する交点を原点Ｎ０（０，０）とすると、右眼Ｒの座標Ｐｒｉｇｈｔ＿ｅｙｅ、及び左眼Ｈの座標Ｐｌｅｆｔ＿ｅｙｅ、は以下のように示される。

Figure 2023089314000002

Figure 2023089314000003
 As shown in FIG. 3, the vertical line passing through the midpoint A between the left eye H and the right eye R and perpendicular to the display 101 is the y-axis, the direction in which the display surface of the display 101 extends is the x-axis, and the y-axis. Assuming that the point of intersection with the x-axis is the origin N 0 (0, 0), the coordinate P right_eye of the right eye R and the coordinate P left_eye of the left eye H are expressed as follows.
Figure 2023089314000002
Figure 2023089314000003

ここで、右眼Ｒとディスプレイ１０１上の点Ｎｎ（ｎＰｄｏｔ，０）（ｎは整数）とを結ぶ視線の方程式は下記の式（１）のように表され、左眼Ｈとディスプレイ１０１上の点Ｎｎ’（ｎ’Ｐｄｏｔ，０）（ｎ’は整数）とを結ぶ視線の方程式は下記の式（２）のように表される。

Figure 2023089314000004

Figure 2023089314000005
 Here, the line-of-sight equation connecting the right eye R and a point N n (nP dot , 0) (n is an integer) on the display 101 is represented by the following equation (1). The line-of-sight equation connecting the upper point N n′ (n′P dot , 0) (n′ is an integer) is expressed as the following equation (2).
Figure 2023089314000004
Figure 2023089314000005

そして、左眼Ｈと点ｎＰｄｏｔとを結ぶ視線、及び右眼Ｒと点ｎ’Ｐｄｏｔとを結ぶ視線、の交点（パララックスバリア１０２のスリット１０２ｂの端部）の座標を求める。このとき、視点数を１として、右眼Ｒで視認する点Ｎｎと左眼Ｈで視認する点Ｎ’との関係がｎ’＝ｎ－１であるときに立体視効果が得られる。従って、式（２）のｎ’にｎ－１を代入して以下の式（３）を得る。

Figure 2023089314000006
Then, the coordinates of the intersection (end of the slit 102b of the parallax barrier 102) of the line of sight connecting the left eye H and the point nP dot and the line of sight connecting the right eye R and the point n'P dot are obtained. At this time, the stereoscopic effect is obtained when the number of viewpoints is 1 and the relationship between the point Nn viewed with the right eye R and the point N' viewed with the left eye H is n'=n-1. Therefore, by substituting n-1 for n' in equation (2), the following equation (3) is obtained.
Figure 2023089314000006

式（１）と式（３）をｘ，ｙについて解くと、後述の式（４）のように交点が求められる。

Figure 2023089314000007
Solving the equations (1) and (3) with respect to x and y yields the intersection as in equation (4), which will be described later.
Figure 2023089314000007

以上の式（４）から、交点のｙ座標はｎに依存しない定数であり、ディスプレイ１０１の画素からパララックスバリア１０２までの距離が一定であることが分かる。
交点のｘ座標は、ｎの一単位の増減で、

Figure 2023089314000008

の幅で変化することが分かり、パララックスバリア１０２のピッチは一定であることが分かる。 From equation (4) above, it can be seen that the y-coordinate of the intersection point is a constant that does not depend on n, and that the distance from the pixels of the display 101 to the parallax barrier 102 is constant.
The x-coordinate of the point of intersection is one unit increase or decrease in n,
Figure 2023089314000008
, and the pitch of the parallax barrier 102 is constant.

眼の間隔Ｐｅｙｅの値を６５ｍｍ、ディスプレイ１０１の画素のピッチＰｄｏｔの値を０．２０６００ｍｍ（＝２１１÷１０２４）、Ｌの値を１０００ｍｍとすると、上記の式（４）から、ディスプレイ１０１の画素とパララックスバリア１０２との間隔である交点（スリット１０２ｂの端部）のｙ座標は３．１５９２ｍｍ、パララックスバリア１０２のピッチ（スリット１０２ｂの間隔）である交点のｘ座標は０．２０５３５ｍｍと設定でき、これらの条件の場合、ディスプレイ１０１の画像をパララックスバリア１０２によって立体視できることを確認した。 Assuming that the value of the eye distance P eye is 65 mm, the value of the pixel pitch P dot of the display 101 is 0.20600 mm (=211÷1024), and the value of L is 1000 mm, from the above equation (4), the display 101 The y-coordinate of the intersection (the end of the slit 102b), which is the distance between the pixel and the parallax barrier 102, is 3.1592 mm, and the x-coordinate of the intersection, which is the pitch of the parallax barrier 102 (the distance between the slits 102b), is 0.20535 mm. It was confirmed that the image on the display 101 can be stereoscopically viewed by the parallax barrier 102 under these conditions.

以上のように、比較例の画像表示装置の場合には、ディスプレイ１０１の画像の手前側にパララックスバリア１０２等の視線制御マスクを配置すると、使用者はディスプレイ１０１の画像を立体的に視認できることが分かった。そこで、本実施形態に係る空中結像装置１のように、虚像Ｋを表示する空中結像デバイス３を備える場合について、虚像Ｋを立体的に表示する方法を検討する。 As described above, in the case of the image display device of the comparative example, the user can visually recognize the image on the display 101 stereoscopically by placing the line-of-sight control mask such as the parallax barrier 102 in front of the image on the display 101 . I found out. Therefore, a method for stereoscopically displaying the virtual image K will be examined in the case where the aerial imaging device 3 for displaying the virtual image K is provided like the aerial imaging apparatus 1 according to the present embodiment.

しかしながら、図４に示されるように、空中結像デバイス３を経由した使用者Ｍの視線は、空中結像デバイス３において面対称に反転されるため、比較例のように空中結像デバイス３の手前の位置Ｂ１に視線制御マスク５を配置しても、使用者Ｍは像を立体的に視認することができない。 However, as shown in FIG. 4, the line of sight of the user M passing through the aerial imaging device 3 is mirror-symmetrically inverted at the aerial imaging device 3. Even if the line-of-sight control mask 5 is placed at the front position B1, the user M cannot view the image stereoscopically.

そこで、本実施形態では、表示装置２と空中結像デバイス３の間の位置Ｂ２に視線制御マスク５を配置している。以下では、表示装置２と空中結像デバイス３の間の位置Ｂ２に視線制御マスク５を配置した場合の使用者Ｍの視線について図４及び図５を用いて説明する。 Therefore, in this embodiment, the line-of-sight control mask 5 is arranged at the position B2 between the display device 2 and the aerial imaging device 3 . The line of sight of the user M when the line of sight control mask 5 is arranged at the position B2 between the display device 2 and the aerial imaging device 3 will be described below with reference to FIGS. 4 and 5. FIG.

なお、図５では、理解の容易のため、空中結像デバイス３に対して位置Ｂ２の面対称の位置Ｂ３にスリット５ｂ付きのパララックスバリアである視線制御マスク５を配置している例を説明する。位置Ｂ３に視線制御マスク５を配置した場合と、位置Ｂ２に視線制御マスク５を配置した場合とでは視線制御の観点では互いに同一の条件となる。しかしながら、実際には、位置Ｂ２に視線制御マスク５が配置される。 For ease of understanding, FIG. 5 illustrates an example in which the line-of-sight control mask 5, which is a parallax barrier with a slit 5b, is arranged at a position B3 that is plane-symmetrical to the position B2 with respect to the aerial imaging device 3. do. When the line-of-sight control mask 5 is placed at the position B3 and when the line-of-sight control mask 5 is placed at the position B2, the same conditions are met from the viewpoint of line-of-sight control. However, the line-of-sight control mask 5 is actually arranged at the position B2.

図４及び図５の場合であっても、前述と同様、右眼Ｒの座標Ｐｒｉｇｈｔ＿ｅｙｅ、及び左眼Ｈの座標Ｐｌｅｆｔ＿ｅｙｅ、が以下のように示される。

Figure 2023089314000009

Figure 2023089314000010
 4 and 5, the coordinates P right_eye of the right eye R and the coordinates P left_eye of the left eye H are shown as follows, as described above.
Figure 2023089314000009
Figure 2023089314000010

そして、右眼Ｒと結像される虚像Ｋ上の点Ｎｎ（ｎＰｄｏｔ，０）（ｎは整数）とを結ぶ視線の方程式は下記の式（５）のように表され、左眼Ｈと虚像Ｋ上の点Ｎｎ’（ｎ’Ｐｄｏｔ，０）（ｎ’は整数）とを結ぶ視線の方程式は下記の式（６）のように表される。

Figure 2023089314000011

Figure 2023089314000012
 Then, the line-of-sight equation connecting the right eye R and a point N n (nP dot , 0) (n is an integer) on the virtual image K to be imaged is represented by the following equation (5). and a point N n′ (n′P dot , 0) (n′ is an integer) on the virtual image K is represented by the following equation (6).
Figure 2023089314000011
Figure 2023089314000012

視線制御マスク５のスリット５ｂの端部における右眼Ｒと点ｎＰｄｏｔとを結ぶ視線、及び左眼Ｈと点ｎ’Ｐｄｏｔとを結ぶ視線の交点の座標を求める。このとき、左眼Ｈで視認する点Ｎｎと右眼Ｒで視認する点Ｎｎ’との関係がｎ’＝ｎ＋１であるときに立体視効果が得られることが分かる。従って、式（６）のｎ’にｎ＋１を代入して以下の式（７）を得る。

Figure 2023089314000013
The coordinates of the intersection of the line of sight connecting the right eye R and the point nP dot at the end of the slit 5b of the line of sight control mask 5 and the line of sight connecting the left eye H and the point n'P dot are obtained. At this time, it can be seen that a stereoscopic effect can be obtained when the relationship between the point Nn viewed with the left eye H and the point Nn' viewed with the right eye R is n'=n+1. Therefore, by substituting n+1 for n' in equation (6), the following equation (7) is obtained.
Figure 2023089314000013

式（５）と式（７）をｘ，ｙについて解くと、後述の式（８）のように交点が求められる。

Figure 2023089314000014
Solving the equations (5) and (7) for x and y yields the intersection as in equation (8), which will be described later.
Figure 2023089314000014

以上の式（８）から、ｙ座標は負の定数であり、虚像Ｋの裏側（使用者Ｍとの反対側）に視線制御マスク５が位置することが分かる。ｘ座標はｎの一単位の増減で、

Figure 2023089314000015

の幅で変化することが分かり、視線制御マスク５のスリット５ｂのピッチが一定であることが分かる。 From equation (8) above, it can be seen that the y-coordinate is a negative constant and the line-of-sight control mask 5 is positioned behind the virtual image K (on the side opposite to the user M). The x-coordinate is a unit increase or decrease in n,
Figure 2023089314000015
, and the pitch of the slits 5b of the line-of-sight control mask 5 is constant.

眼の間隔Ｐｅｙｅの値を６５ｍｍ、虚像Ｋの画素（表示装置２の画素）のピッチＰｄｏｔの値を０．２０６００ｍｍ、Ｌの値を１０００ｍｍとすると、上記の式（８）から、虚像Ｋの画素（表示装置２の画素）と視線制御マスク５のスリット５ｂの間隔である交点（スリット５ｂの端部）のｙ座標は３．１７９３０ｍｍ、視線制御マスク５のスリット５ｂのピッチ（スリット５ｂの間隔）である交点のｘ座標は０．２０６６５ｍｍと設定でき、これらの条件の場合、虚像Ｋを視線制御マスク５によって鮮明に立体視できることを確認した。また、視線制御マスク５のスリット５ｂの間隔は、虚像Ｋの画素ピッチ（表示装置２の画素ピッチ）よりも広いことが分かった。 Assuming that the value of the eye interval P eye is 65 mm, the value of the pitch P dot of the pixels of the virtual image K (pixels of the display device 2) is 0.20600 mm, and the value of L is 1000 mm, the virtual image K (pixels of the display device 2) and the slit 5b of the line-of-sight control mask 5 (the edge of the slit 5b) is 3.17930 mm. It was confirmed that the x-coordinate of the intersection point, which is the distance between the two planes, can be set to 0.20665 mm, and under these conditions, the virtual image K can be clearly stereoscopically viewed by the line-of-sight control mask 5 . It was also found that the interval between the slits 5b of the line-of-sight control mask 5 is wider than the pixel pitch of the virtual image K (the pixel pitch of the display device 2).

次に、本実施形態に係る空中結像装置１の作用効果について詳細に説明する。図４に示されるように、空中結像装置１では、情報を表示する表示装置２と、当該情報を空中に虚像Ｋとして表示する空中結像デバイス３とを備え、空中結像デバイス３は空中結像デバイス３よりも使用者Ｍ側に虚像Ｋを表示する。従って、使用者Ｍから見て虚像Ｋが浮き出たように表示されるので、情報の視認性を高めることができる。 Next, the effects of the aerial imaging device 1 according to this embodiment will be described in detail. As shown in FIG. 4, the aerial imaging device 1 includes a display device 2 for displaying information and an aerial imaging device 3 for displaying the information as a virtual image K in the air. A virtual image K is displayed on the user M side of the imaging device 3 . Therefore, since the virtual image K is displayed as if it stands out when viewed from the user M, the visibility of the information can be improved.

空中結像装置１では、使用者Ｍの視線を制御する視線制御マスク５が表示装置２と空中結像デバイス３の間に配置される。よって、視線制御マスク５が表示装置２と空中結像デバイス３の間に配置されることにより使用者Ｍの左右の両眼視差を生じさせることができ、使用者Ｍは左眼Ｈ及び右眼Ｒのそれぞれによって虚像Ｋとしての視差画像を視認することができる。従って、立体感を得られる虚像Ｋを視認することができる。 In the aerial imaging device 1 , a line-of-sight control mask 5 for controlling the line of sight of the user M is arranged between the display device 2 and the aerial imaging device 3 . Therefore, by disposing the visual line control mask 5 between the display device 2 and the aerial imaging device 3, a binocular parallax of the user M can be generated, and the user M can see the left eye H and the right eye. A parallax image as a virtual image K can be visually recognized by each of R. Therefore, it is possible to visually recognize the virtual image K that gives a three-dimensional effect.

視線制御マスク５は、複数のスリット５ｂが形成されたパララックスバリアであってもよい。この場合、パララックスバリアが表示装置２と空中結像デバイス３の間に配置されることによって、使用者Ｍは左眼Ｈ及び右眼Ｒのそれぞれによって虚像Ｋとしての視差画像を視認して立体感を得られる虚像Ｋを視認することができる。 The line-of-sight control mask 5 may be a parallax barrier in which a plurality of slits 5b are formed. In this case, by disposing the parallax barrier between the display device 2 and the aerial imaging device 3, the user M visually recognizes the parallax image as the virtual image K with the left eye H and the right eye R, respectively, and the stereoscopic image is displayed. It is possible to visually recognize the virtual image K that gives a feeling.

複数のスリット５ｂのピッチは、表示装置２の画素のピッチよりも広くてもよい。この場合、パララックスバリアである視線制御マスク５のスリット５ｂのピッチが表示装置２の画素のピッチよりも広いことにより、左眼Ｈ及び右眼Ｒのそれぞれによって虚像Ｋとしての視差画像をより鮮明に視認することができる。 The pitch of the plurality of slits 5 b may be wider than the pitch of the pixels of the display device 2 . In this case, since the pitch of the slits 5b of the line-of-sight control mask 5, which is a parallax barrier, is wider than the pitch of the pixels of the display device 2, the parallax image as the virtual image K can be seen more clearly by the left eye H and the right eye R. can be visually recognized.

以上、本開示に係る空中結像装置の実施形態について説明した。しかしながら、本開示は、前述の実施形態に限定されるものではなく、各請求項に記載した要旨を変更しない範囲において変形し又は他のものに適用されたものであってもよい。すなわち、空中結像装置の各部の構成は、各請求項の要旨を変更しない範囲において適宜変更可能である。 The embodiment of the aerial imaging device according to the present disclosure has been described above. However, the present disclosure is not limited to the above-described embodiments, and may be modified or applied to others within the scope of not changing the gist of each claim. That is, the configuration of each part of the aerial imaging device can be changed as appropriate without changing the gist of each claim.

例えば、前述の実施形態では、パララックスバリアである視線制御マスク５について例示した。しかしながら、パララックスバリア以外の視線制御マスクであってもよい。例えば、空中結像装置は、視線制御マスク５に代えて、レンチキュラーレンズである視線制御マスクを備えていてもよい。パララックスバリアに代えてレンチキュラーレンズを備える場合であっても、左右の両眼視差を生じさせることができるので、立体感を得られる虚像を視認することができる。 For example, in the above-described embodiments, the line-of-sight control mask 5, which is a parallax barrier, was exemplified. However, it may be a line-of-sight control mask other than the parallax barrier. For example, instead of the line-of-sight control mask 5, the aerial imaging device may have a line-of-sight control mask that is a lenticular lens. Even if a lenticular lens is provided in place of the parallax barrier, it is possible to generate binocular parallax between the left and right eyes, so that a virtual image that gives a stereoscopic effect can be visually recognized.

また、前述の実施形態では、空中結像デバイス３が虚像Ｋを空中に結像させるＡＩプレートである例について説明した。しかしながら、空中結像デバイスは、ＡＩプレート以外の素子であってもよい。例えば、空中結像デバイスは、再帰反射シートを使った方式等、使用者Ｍ側の空間に虚像を結像する立体結像素子であってもよい。 Further, in the above-described embodiment, an example in which the aerial imaging device 3 is an AI plate that forms the virtual image K in the air has been described. However, the aerial imaging device may be elements other than AI plates. For example, the aerial imaging device may be a stereoscopic imaging element that forms a virtual image in the space on the user M side, such as a system using a retroreflective sheet.

１…空中結像装置、２…表示装置、３…空中結像デバイス、５…視線制御マスク、５ｂ…スリット、Ａ…中点、Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３…位置、Ｃ…仮想直線、Ｆ…光、Ｈ…左眼、Ｋ…虚像、Ｍ…使用者、Ｒ…右眼。

DESCRIPTION OF SYMBOLS 1... Aerial imaging device 2... Display device 3... Aerial imaging device 5... Line-of-sight control mask 5b... Slit A... Middle point B1, B2, B3... Position, C... Virtual straight line, F... Light , H... left eye, K... virtual image, M... user, R... right eye.

Claims (3)

光を照射して情報を表示する表示装置と、
前記表示装置からの光を複数回反射させて空中に虚像として前記情報を表示する空中結像デバイスと、
前記表示装置及び前記空中結像デバイスの間に配置されており、前記虚像を視認する使用者の視線を制御する視線制御マスクと、
を備える空中結像装置。 a display device that displays information by irradiating light;
an aerial imaging device that reflects light from the display device multiple times to display the information as a virtual image in the air;
a line-of-sight control mask disposed between the display device and the aerial imaging device for controlling a line-of-sight of a user viewing the virtual image;
An aerial imaging device comprising: 前記視線制御マスクは、複数のスリットが形成されたパララックスバリアである、
請求項１に記載の空中結像装置。 The line-of-sight control mask is a parallax barrier formed with a plurality of slits,
2. The aerial imaging apparatus of claim 1. 前記複数のスリットのピッチは、前記表示装置の画素のピッチよりも広い、
請求項２に記載の空中結像装置。

The pitch of the plurality of slits is wider than the pitch of pixels of the display device,
3. Aerial imaging apparatus according to claim 2.
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